Статья посвящена изучению вопросов укрепления откосов земляного полотна с применением пространственных георешеток. Освещаются основные конструктивные решения, область и условия их применения, а также основные требования к материалам. Статья представляет собой ценный материал для специалистов в области проектирования автомобильных дорог и других дорожно-мостовых сооружений, а также для всех, кто интересуется современными технологиями укрепления откосов земляного полотна.
Ключевые слова: георешетка, конструктивное решение, защитный слой, заполнитель, откос.
The article is dedicated to the exploration of issues related to the reinforcement of embankment slopes using geogrids. It illuminates the principal structural solutions, the scope and conditions of their application, as well as the fundamental requirements for the materials. The article constitutes valuable material for professionals in the field of motorway design and other road and bridge structures, as well as for all those interested in modern technologies for the reinforcement of embankment slopes.
Keywords: geogrid, structural solution, protective layer, infill, slope.
Для откосов выемок без выхода водоносного горизонта на поверхность откоса и насыпей, с предварительным расчетом неукрепленного откоса на местную устойчивость и расчетом общей устойчивости откоса, сложенных из грунтов III группы, рекомендуется конструкция укрепления с применением пространственных георешеток (геосот).
Пространственная георешетка или геосотовый материал — геосинтетический материал пространственной или схожей с ней ячеистой конструкции, образованной из геополос, соединенных между собой [4].
Выбор конкретного типа георешетки определяется областью и условиями ее применения. В соответствии с ними определяются требования к геометрическим параметрам и другим характеристикам ячеистой конструкции. В частности, обязательно должны соблюдаться требования к показателям по расчету материалов на:
— устойчивость к агрессивным средам;
— устойчивость к микробиологическому разрушению;
— устойчивость к ультрафиолетовому излучению;
— устойчивость к многократному замораживанию-оттаиванию;
— гибкость при температуре 40ºC ниже нуля (корректируется в зависимости от региона);
— прочность перфорированной полосы.
Рекомендуемые основные параметры ячеистых конструкций представлены в таблице 2.
Выбор проектного решения основывается на технико-экономическом сравнении, включая традиционные решения. При использовании ячеистой георешетки в качестве конструктивного решения для укрепления откоса следует уделить внимание технической эффективности, в частности, решения должны быть универсальными и сочетать в себе применение различных типов геосот и заполнителей, в том числе с использованием местных грунтов и материалов. Область применения конструкций укрепления откосов ячеистыми геоматериалами представлены в таблице 1.
Таблица 1
Область применения конструкций укрепления откосов ячеистыми геоматериалами в зависимости от типа заполнителя [3]
|
Наименование подтипа конструкции укрепления |
Заложение откосов, не круче |
Гидрологические условия |
||
|
Наличие или длительность подтопления |
Высота волны, м |
Допустимая скорость течения воды, м/с |
||
|
С заполнением грунтом с посевом трав |
1:1 |
- |
- |
- |
|
С заполнением торфопесчаной смесью |
1:1,5 |
- |
- |
- |
|
С заполнением грунтом с гидропосевом трав |
1:2 |
Кратковременное до 20 сут. |
0,2 |
0,5 |
|
С заполнением щебнем фракции 40–60 мм |
1:1,75 |
Кратковременное и постоянное |
0,3 |
1,0 |
|
То же с дополнительным укреплением цементным раствором (ρ≥1,95 т/м 3 ) |
0,7 |
1,5 |
||
|
То же с дополнительным укреплением бетонной смесью (ρ≥2,3 т/м 3 ) |
1:2 |
0,85 |
1,9 |
|
|
С заполнением грунтом, обработанным вяжущим |
Кратковременное до 20 сут |
0,4 |
1,1 |
|
|
С заполнением бетонной смесью (ρ≥2,3 т/м 3 ) |
Кратковременное и постоянное |
1,2 |
2,3 |
|
|
* ρ — плотность заполнителя |
||||
Таблица 2
Рекомендуемые основные параметры георешеток в зависимости от области и условий применения [4]
|
№ п/п |
Заложение откосов; условия применения |
Параметры георешеток |
|||
|
Высота, мм не менее |
Размер ячейки, мм не более |
Прочность шва, кН/м, не менее |
Условная прочность шва, кН/м, не менее |
||
|
1 |
Укрепление неподтоплемых откосов |
||||
|
1а |
не круче 1:3 |
50, 75 |
300–510 |
5 |
20 |
|
1б |
не круче 1:1,75; при умеренной интенсивности стока |
75, 100 |
300–400 |
9 |
25 |
|
1в |
1:1,75; при сосредоточенном стоке |
100, 150 |
200–300 |
10 |
45 |
|
1:1,5–1:1,75 |
|||||
|
2 |
Укрепление подтопляемых откосов |
||||
|
Любое |
150, 200 |
200–260 |
10 |
45 |
|
Неподтопляемые откосы насыпи высотой до 3 м укрепляют в соответствии с конструктивным решением по рисунку 1.
Рис. 1. Конструкция укрепления откоса неподтопляемой насыпи высотой до 3 м объемной георешеткой
1 — георешетка, 2 — заполнитель, 3 — анкер, 4 — защитный слой из заполнителя
Неподтопляемые откосы насыпи высотой более 3 м укрепляют по конструктивному решению, представленному на рисунке 2. Данная конструкция актуальна для случаев, когда укрепление посевом трав является неэффективным при необходимости увеличения крутизны откоса относительно значений, указанных в таблицах 7.4, 7.6 [2]. Рекомендуется закрепление георешетки за бровкой земляного полотна на расстояние 0,5–0,7 м, для обеспечения защиты прибровочной полосы откоса от размывов.
Рис. 2. Конструкция укрепления откоса неподтопляемой насыпи высотой более 3м и высотой до 3 м при необходимости устройства откоса
1 — георешетка, 2 — заполнитель откоса, 3 — анкер, 4 — защитный слой из заполнителя.
При необходимости устройства кюветов рационально рассмотреть конструкцию укрепления откоса одновременно с кюветом по рисунку 3. Данный вариант позволяет применять различные заполнители в части откоса и кювета.
Рис. 3. Конструкция укрепления откосов неподтопляемой насыпи при устройстве кюветов
1 — георешетка, 2 — заполнитель откоса, 3 — анкер, 4 — защитный слой из заполнителя, 5 — заполнитель кювета, 6 — прослойка из нетканого геотекстильного материала.
Неподтопляемые откосы насыпи высотой более 3 м при наличии у её подошвы связных переувлажненных грунтов с относительной влажностью более 0,85 укрепляют в соответствии с конструктивным решением по рисунку 4. Создается конструкция упора у подошвы насыпи с дополнительным закреплением георешетки за бровкой земляного полотна на расстояние 0,5- 0,7 м.
Рис. 4. Конструкция укрепления откосов неподтопляемой насыпи с наличием в основании связных переувлажненных грунтов
1 — георешетка, 2 — заполнитель откоса, 3 — анкер, 4 — защитный слой из заполнителя, 5 — упор из каменной наброски, 6 — заполнитель кювета.
Для всех выше перечисленных конструкций неподтопляемых откосов предусматривается защитная прослойка между поверхностью откоса и геосотовым материалом из нетканого геотекстиля в случаях, когда откос сложен из неустойчивых, легкоразмываемых грунтов или при наличии выклинивания водоносных горизонтов в выемке.
Проектное решение по укреплению в случае подтопляемых откосов представлено на рисунке 5 и включает в себя создание у подошвы насыпи надежной конструкции упора (каменная засыпка, бетонный блок), закрепление геосотовой решетки за бровкой земляного полотна на расстоянии 0,7–1,0 м, укладку под георешетку нетканого геотекстиля в качестве защитного слоя. Конструкции укрепления откосной части земляного полотна в условиях подтопления назначаются на основе соответствующих расчетов.
Данное конструктивное решение можно дополнить элементом в виде тросового крепления (узел А, рисунок 5) — в стенках ячеек, чаще всего центральных, устраиваются отверстия, через которые проходит трос, который закрепляется дополнительными анкерами в ячейке и прижимается таким образом к поверхности грунта.
Рис. 5. Конструкция укрепления подтопляемых откосов; Узел А — тросовое крепление
1 — георешетка, 2 — заполнитель откоса, 3 — анкер, 4 — защитный слой из заполнителя, 5 — укрепленный грунт, бетон и др., 6 — прослойка из нетканого геотекстильного материала, 7 — каменная засыпка, 8 — бетонный упор, 9 — трос.
Также резонно в конструкции укрепления откосной части применение различных заполнителей в зоне подтопления и над ней. Рекомендуется использование геосот высотой 150–200 мм с размерами ячейки 200–260 мм (таблица 2).
Литература:
- ГОСТ Р 55028–2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения.
- СП 34.13330.2021 «Автомобильные дороги»
- ОДМ 218.2.078–2016 «Типовые конструкции укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог общего пользования»
- ОДМ 218.3.032–2013 «Методические рекомендации по усилению конструктивных элементов автомобильных дорог пространственными георешетками (геосотами)»
- ОДМ 218.5.003–2010 Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог.
- ОДМ 218.3.120–2020 Методические рекомендации по расчету насыпей автомобильных дорог на слабых грунтах основания с применением геосинтетических материалов
- Костин В. И. «Геосинтетические материалы в дорожном строительстве. Часть 1». ННГАСУ, 2022.
